Википедия:
Биологические спутники — это космические аппараты, предназначенные для изучения влияния космической среды на живые организмы...
Напомним, что первая миссия с высадкой человека на Луну Apollo 11 стартовала 16 июля 1969 года и длилась 8 дней.
История и причины появления биологических спутников связаны с научным интересом к вопросам биологии в космосе, а также с развитием технологий и потребностями космических программ.
Причины появления Биологических спутников
Изучение влияния космической среды на живые организмы:
Космос представляет собой экстремальные условия, такие как микрогравитация, радиация и вакуум. Поэтому было необходимо изучение воздействия этих факторов на живые организмы, чтобы понять, как они могут влиять на здоровье человека, а также на развитие и функционирование биологических систем.
Подготовка к долгосрочным космическим миссиям:
Для успешного выполнения длительных космических миссий, таких как полеты на Марс, необходимо понимать, как длительное пребывание в космосе влияет на биологические процессы. Это включает в себя изучение влияния микрогравитации на человеческое тело, а также разработку методов обеспечения здоровья и жизнеспособности экипажа.
Развитие медицинских технологий и лекарств:
Исследования в условиях космоса поспособствовали разработке новых медицинских технологий и лекарств, включая методы лечения и профилактики различных заболеваний.
Понимание основ биологии, а именно, изучение влияния электро-магнитного и магнитного поля Земли на живые организмы, исследование фундаментальных биологических процессов, таких как клеточное деление, рост растений и микроорганизмов, изменения в поведении в космосе.
Биологические спутники
Ранние Эксперименты (1950-е – 1960-е годы)
Спутник-2
Спутник-2 - это был второй искусственный спутник Земли, запущенный СССР 3 ноября 1957 года. Был первым космическим аппаратом, на борту которого находился живой организм — собака Лайка. Хотя целью миссии было прежде всего тестирование технологии, но это также послужило началом биологических исследований в космосе.
Диаметр спутника был 1,1 м, масса 508 кг. Он был запущен ракетой-носителем Р-7, которая была первой межконтинентальной баллистической ракетой. Состоял из сферического корпуса с несколькими антеннами для передачи радиосигналов. Был оснащён солнечными батареями, которые обеспечивали его энергией и оборудован системой для передачи сигналов на Землю. Полученные данные использовались для изучения радиационного фона и воздействия космических условий на аппаратуру.
Спутник вышел на эллиптическую орбиту вокруг Земли с апогеем около 1600 км и перигеем около 220 км. Время, за которое спутник совершал полный оборот вокруг Земли - около 103 мин. Эта эллиптическая орбита позволяла спутнику оставаться внутри защитного слоя магнитного поля Земли даже на максимальной высоте 1500 км и возможность стабильной передачи данных на минимальной высоте 225 км.
Спутник-2 провёл в космосе 162 дня. Его работа завершилась 14 апреля 1958 года, когда он сгорел в атмосфере Земли.
Находившаяся на борту спутника собака Лайка, которая стала первым живым существом, отправленным в космос, погибла через несколько часов после запуска из-за перегрева, хотя предполагалось, что она проживёт на орбите около недели. Это было вызвано недостаточной системой теплоотведения в аппарате. В любом случае - ее возвращение не предусматривалось.
Настоящее имя Лайки было Кудрявка. В США ее в конечном итоге окрестили «Muttnik». Лайка была маленькой бродячей дворняжкой, подобранной на улице. Ее спешно обучили и посадили на борт в металлическом контейнере под второй сферой спутника. Времени на разработку стратегии возвращения не было, и Лайка скончалась через несколько часов. Спутник-2 окончательно сгорел во внешней атмосфере в апреле 1958 года.
Корабль-спутник Восход
Запуск Восток s/n 4 произошел 22 декабря 1960 г. с двумя собаками Жемчужиной и Жулькой на борту. Но ракета-носитель не смогла выйти на орбиту.
Системы пеленгации VVS в Ташкенте, Москве и Краснодаре засекли радиомаяк капсулы Vostok s / n 4 и локализовали ее в Нижнем течении реки Тунгус в Сибири. Генерал-лейтенант Кутасин приказывает сосредоточить усилия на поиске капсулы. Хотя станции ВВС дальнего действия продолжают фиксировать радиомаяки Восток s/n 4, поиски самолетами Ил-14, Ли-2 и Ан-2 не привели к обнаружению капсулы. 24 декабря в 10:00 Ли-2 визуально обнаружил капсулу в 70 км к югу от Тура. Спасательная группа приземлилась на вертолете рядом с капсулой и сообщили, что собаки все еще живы!
Как позже выяснилось, что катапультное кресло, с находящейся в нем капсулой с собаками, сработало одновременно с открытием люка, а не с задержкой в 2,5 секунды. В результате сиденье и капсула получили серьезные вмятины при ударе о люк. Тем не менее собаки выжили, и, даже, смогли поесть без посторонней помощи в Москве 26 декабря. Публичного объявления о полете Востока не было.
Космос-110
Космос-110 был запущен 22 февраля 1966 г. с собаками на боту. Включал в себя спускаемый аппарат (капсулу). Цель - в первую очередь тестирование ракеты-носителя. Космос 110 отделился от ракеты-носителя "Восход" на низкую околоземную орбиту с перигеем 190 км, апогеем 882 км.
На спутнике проводились продолжительные биомедицинские эксперименты в радиационных поясах Ван Аллена (простираются на высоте примерно от 640 до 58 000 км) с собаками Ветерок и Уголек.
В дополнение к двум собакам также проводились наблюдения за семенами нескольких видов растений, увлажненных перед запуском. 16 марта 1966 года, после 22 дней пребывания на орбите вокруг Земли, они благополучно приземлились. Собаки облетели вокруг Земли 330 раз.
Несмотря на то, что биологическая часть миссии была признана успешной, после возвращения, состояние собак вызывало беспокойство. У них наблюдалось сильное обезвоживание, потеря веса (29%), у них ослабло кровообращение, мышцы атрофировались (15%), они потеряли координацию, и на восстановление им потребовалось больше месяца. Особенно примечательным было то, как кальций из костей просачивался в кровь и выводился через мочу, ослабляя кости. Они также перенесли «сердечно-сосудистую деформацию».
После изучения полученных данных, Газенко О.Г., советский физиолог, академик РАН, придерживался мнения, что, хотя последствия космического путешествия в течение недели могут быть минимальными, последствия трех-недельного космического полета оказались гораздо более серьезными, что указывает на то, что может существовать порог, выше которого последствия космических путешествий стали более значимыми.
По официальным данным у собак не было никаких негативных долгосрочных последствий для здоровья. После космического полета у Уголька родилось пятеро щенков, все совершенно нормальные, но Ветерок не размножался.
Биологические результаты по растениям были опубликованы позже.
Фасоль проросла плохо, на 10% меньше, чем контрольная группа на Земле. Та, что выросла, развивалась раньше, быстрее и цвела в два раза чаще, чем контрольная.
Салат вырос на 15% выше и на 14% шире контрольного, а урожайность увеличилась на 50%.
Семена чеснока проросли только после посадки. Выросло 24 растения, по сравнению с 9 контрольными.
Китайская капуста имела на 8% большую массу, чем контрольная группа.
Луковицы лука проросли раньше, имели на 18% более длинные корни и побеги и имели большие хромосомные аберрации, чем контрольные на Земле.
В целом биологические исследования на Космос-110 привели к двум выводам. Во-первых, длительные космические полеты оказали определенное, но переменное воздействие на растения: некоторые из них выросли крупнее, чем контрольные на Земле, некоторые проросли лучше, другие - хуже.
Во-вторых, важным фактором явилась радиация. Малые дозы радиации
стимулировали рост, главным образом, за счет образования аскорбиновой кислоты, но большие дозы радиации (более 500 миллирад) были опасны и имели отрицательные последствия.
К сожалению, в то время на Западе этим сообщениям не было уделено особого внимания.
В 1964 году стартовала советская космическая программа "Зонд", целью которой было изучить возможность полета человека к Луне. В ходе программы к Луне было запущено четыре автоматических станции с черепахами. Подробнее:
Наблюдение за обезьянами в космосе на низкой околоземной орбите: Космическая программа Бион. Подробнее...
Мы собрали все материалы, касающиеся «Лунной аферы», в отдельную подборку: